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1、第26卷第4期华北水利水电学院学报Vol126No142005年12月JournalofNorthChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPowerDec12005文章编号:1002-5634(2005)04-0069-03壳聚糖对含蛋白废水的絮凝与回收121刘秉涛,张焱,王海荣(11华北水利水电学院环工系,河南郑州450011;21河南科技学院化工系,河南新乡453003)摘要:壳聚糖是天然高分子化合物,利用其良好的絮凝能力可以有效去除蛋白废水中的蛋白质,并将其回收.通过絮凝实验发现,在适宜的条件下,豆浆、
2、奶粉模拟水样浊度的去除率分别达到了95%,88%以上,每克壳聚糖对粗蛋白质的平均回收容量为28g.壳聚糖本身无毒、无味,不会造成二次污染,是絮凝和回收蛋白质的理想絮凝剂.关键词:壳聚糖;絮凝;回收;蛋白质中图分类号:X70311文献标识码:A絮凝处理是处理含高浓度有机废水比较经济、无机盐、有机酸,少量脂肪、糖及蛋白质等有用物质,有效的方法之一.目前常用的铁、铝无机絮凝剂及以而蛋白质的分离和回收在国内的研究还刚刚起步,聚丙烯酰胺为代表的有机高分子类絮凝剂存在效果有待深入.在此研究了壳聚糖对蛋白质水的絮凝作不好或有毒性等问题.甲壳素是许多低等动物,如昆用,确定了其影响
3、因素及对蛋白质的回收效果1虫、虾,蟹壳动物外壳的重要组成部分,也存在于低1实验等生物如真菌,藻类的细胞壁中,是自然界最丰富的多糖.壳聚糖是甲壳素的脱乙酰基产物,壳聚糖的结111实验材料及仪器构如图1所示11.壳聚糖(CTS)1白色粉状,水分615%;灰分小5于1%;不溶物小于1%;粘均分子量713×10;脱乙酰度87%.将其溶解于1%的乙酸溶液中,浓度为10g/L,随用随配.2.蛋白质模拟溶液是将食用豆浆、脱脂奶粉用图1壳聚糖的结构式蒸馏水稀释到一定倍数配制而成.由于壳聚糖分子中含有大量的游离氨基,在适3.工业含蛋白质废水取自郑州某乳业公司,固当条件下,能够表现出
4、阳离子型聚电解质,用于水处体含量5%,粗蛋白含量约2%,pH约为8.理中,具有强烈的絮凝作用,是一种很有发展前途的4.SC656型六联定时实验搅拌器.天然高分子絮凝剂.因其天然、无毒、无味而被美国、5.WGZ-1数字浊度仪.日本等发达国家广泛用于饮用水的净化和食品添加6.721分光光度计.[1]112实验方法剂.壳聚糖及其衍生物可作为吸附剂、絮凝剂、杀[2]菌剂、膜制剂等,用于染料废水的脱色、饮用水的净11211蛋白质模拟溶液絮凝实验化、重金属离子的回收、硬水软化、糖蜜及果汁的澄取200mL水样于烧杯中,分别加入不同量的壳清.我国的食品加工业排放的废水中,有些含大
5、量的聚糖(CTS)溶液.调节不同的pH值,置于六联定时收稿日期:2005-05-30;修订日期:2005-07-23基金项目:河南省科技攻关项目(0224660033).作者简介:刘秉涛(1964-),男,河南新乡人,华北水利水电学院副教授,哈尔滨工业大学在读博士研究生,主要从事环境化学和水处理方面的研究.70华北水利水电学院学报2005年12月实验搅拌器上.为了不破坏絮体,搅拌速度控制在负电的蛋白质胶粒,由于电性中和作用和吸附架桥50r/min,搅拌2min后,静置3h,测定上层清液的浊作用而形成絮凝体沉降.中性氨基酸的等电点为度去除率及絮凝率(FR).絮凝率(
6、FR)用分光光度计510～613,理论上pH在此范围的絮凝效果最好,试验在660nm处,分别测定絮凝水样前后的吸光度A0.的结果与理论上是一致的.另外壳聚糖分子上的大量羟基与蛋白质氨基酸上的NH2,COO形成氢A0-AFR=×100%.[4-6]键,加强彼此间的结合力,使胶体脱稳沉降1A011212废水中蛋白质回收实验取一定量的模拟水样和工业发酵废液,在最佳条件下,加入壳聚糖絮凝剂,按上述方法搅拌混凝,静置,倾去上层液,用定量滤纸过滤,干燥,收集蛋白质和壳聚糖的沉淀物,称重.计算壳聚糖对粗蛋白质[3]的回收容量12结果及讨论211壳聚糖投加量对絮凝效果的影响图3p
7、H值对浊度去除率的影响取200mL豆浆、奶粉2种模拟水样,控制pH值213温度的影响为6,分别加入浓度为10g/L壳聚糖溶液1,2,3,4,控制pH=6,豆浆、奶粉模拟水样分别投加壳聚5,6mL.搅拌絮凝,两种蛋白废水的浊度去除率如图糖100,200mg/L时,考察温度对絮凝效果的影响.2所示.可见,在壳聚糖溶液投加量2,4mL(即100,从图4看出:温度对豆浆水样有影响,但超过50℃,200mg/L)时,两者的去除率达最高;继续增加用量,由于分子运动加剧而影响絮凝;对奶粉模拟水样的浊度的去除率反而降低,絮凝率也不再增加.加入壳影响不大,考虑节能,絮凝的温度以35
8、℃为宜1聚
